KR20220062523A - Method and system for automatic alignment of displays - Google Patents

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KR20220062523A
KR20220062523A KR1020227008363A KR20227008363A KR20220062523A KR 20220062523 A KR20220062523 A KR 20220062523A KR 1020227008363 A KR1020227008363 A KR 1020227008363A KR 20227008363 A KR20227008363 A KR 20227008363A KR 20220062523 A KR20220062523 A KR 20220062523A
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helmet
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headband
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Application number
KR1020227008363A
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Korean (ko)
Inventor
로버트 비. 아탁
리차드 매디슨
제임스 이. 멜저
Original Assignee
탈레스 디펜스 앤드 시큐리티, 인크.
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Publication date
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Abstract

헤드/헬멧 장착 디스플레이의 디스플레이를 자동 정렬하기 위한 방법, 매체 및 시스템이 제공된다. 방법, 매체 및 시스템은 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 제공할 수 있다. 방법, 매체 및 시스템은 사용자의 헬멧에 장착되고 관성 항법 시스템(INS)을 포함하는 차량과 통신하고 전달 정렬하도록 구성된 제1 센서를 제공할 수 있다. 방법, 매체 및 시스템은 차량과 제1 센서의 전달 정렬에 기초하여 제1 센서와 통신하고 제2 센서를 제1 센서와 전달 정렬하도록 구성된 제2 센서를 포함하는 디스플레이를 제공할 수 있다. 방법, 매체 및 시스템은 제1 센서 및 제2 센서가 관성 측정 유닛(IMU)을 포함하는 것을 제공할 수 있다. 추가로, 방법, 매체 및 시스템은 또한 실시간으로 서로에 대해 헤드/헬멧 상의 2개의 디스플레이의 정렬을 제공할 수 있다.Methods, media, and systems are provided for automatically aligning the display of a head/helmet mounted display. Methods, media and systems may provide for automatic alignment of components of a headband, headgear, or helmet. Methods, media, and systems may provide a first sensor mounted on a user's helmet and configured to communicate and align transmission with a vehicle comprising an inertial navigation system (INS). Methods, media, and systems can provide a display comprising a second sensor configured to communicate with a first sensor and transmit alignment the second sensor with the first sensor based on a transmission alignment of the first sensor with the vehicle. Methods, media and systems may provide that the first sensor and the second sensor include an inertial measurement unit (IMU). Additionally, the methods, media and systems may also provide for alignment of two displays on the head/helmet relative to each other in real time.

Description

디스플레이의 자동 정렬을 위한 방법 및 시스템Method and system for automatic alignment of displays

본 출원은 2019년 8월 14일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/886,778 호 및 2020년 8월 13일에 출원된 미국 비-가특허 출원 제16/992,788호에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 선행 출원의 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.This application claims the benefit of priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/886,778, filed August 14, 2019, and U.S. Non-Provisional Patent Application No. 16/992,788, filed August 13, 2020 . The content of the prior application is hereby incorporated by reference in its entirety.

본 개시의 측면은 일반적으로, 예컨대 헤드(head)- 또는 헬멧 장착 디스플레이(head- or helmet-mounted display; HMD)에서 사용되는 것과 같은 디스플레이의 자동 정렬(auto-alignment)에 관한 것이다.Aspects of the present disclosure generally relate to auto-alignment of displays, such as those used in, for example, head- or helmet-mounted displays (HMDs).

디스플레이, 예를 들어 HMD의 정렬 또는 재정렬[본 명세서에서 트래커-디스플레이(tracker-to-display) 정렬 또는 재정렬로서 교환 가능하게 참조됨]은 디스플레이가 우발적으로 또는 고의로 사용자에 의해 이동/조정될 때 도전적이다. 예를 들어, 항공기, 차량의 비행 동안 또는 임무 또는 활동 중에 조종사(pilot) 또는 사용자의 HMD를 효율적으로 및/또는 저렴하게 정렬 또는 재정렬하는 것은 어렵다.Alignment or realignment of a display, e.g., an HMD (referred to interchangeably herein as tracker-to-display alignment or realignment) is challenging when the display is moved/adjusted by the user accidentally or intentionally . For example, it is difficult to efficiently and/or inexpensively align or realign a pilot's or user's HMD during flight of an aircraft, vehicle, or during a mission or activity.

HMD에 정확하게 위치 설정된 기호를 적절하게 표시하기 위해, 헤드/헬멧 기준 프레임 내에서 HMD의 정렬을 아는 것이 필요하다. 그러나, 일부 유형의 HMD의 문제는 HMD와 헤드/헬멧의 정렬이 사용 전에 결정될 수 없고 사용 동안에도 변경될 수도 있다는 것이다. 예를 들어, 일부 시스템에서 디스플레이는 야간 투시경(NVG)의 시야 내에 투입된다. NVG의 장착은 일반적으로 헤드/헬멧에 대해 다양한 각도로 위치 설정될 수 있고 사용자에 의해 수시로 재위치 설정될 수 있어, HMD 정렬 시선의 예측할 수 없는 변화로 이어질 수 있다. NVG 외에도, 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 클립 고정되고/되거나 사용자가 물리적 정렬을 조정하는 것을 허용하는 다른 유형의 HMD가 있고, 다시 헤드/헬멧 기준 프레임과 디스플레이의 예측할 수 없는 정렬로 이어진다.In order to properly display correctly positioned symbols on the HMD, it is necessary to know the alignment of the HMD within the head/helmet frame of reference. However, a problem with some types of HMDs is that the alignment of the HMD with the head/helmet cannot be determined prior to use and may change during use. For example, in some systems the display is placed within the field of view of a night vision goggles (NVG). The mounting of the NVG can generally be positioned at various angles relative to the head/helmet and can be repositioned from time to time by the user, leading to unpredictable changes in the HMD alignment gaze. In addition to NVGs, there are other types of HMDs that clip to the headband, headgear or helmet and/or allow the user to adjust physical alignment, again leading to unpredictable alignment of the display with the head/helmet reference frame.

HMD 정렬을 계산하기 위한 하나의 관련 기술 접근 방식은 HMD를 차량/항공기에 조준하는 것이다. 항공기에 대한 조준은 일반적으로 HMD에 표시된 조준 표시를 헤드업 디스플레이(Head-Up Display)(HUD) 또는 조준 기준 유닛(Boresight Reference Unit; BRU)에 표시된 레티클(reticle)에 정렬하는 것을 포함한다. 일반적으로, 조준 절차는 비행의 시작 시에 사용자에 의해 수행되고 비행 동안 여러 번 반복될 수 있다. 조준이 정확한 것이 중요하고, 그렇지 않으면 HMD를 통해 사용자에게 잘못된 또는 오해의 소지가 있는(즉, 잘못 위치 설정된) 정보가 제공될 수 있다.One related technical approach for calculating HMD alignment is to aim the HMD at the vehicle/aircraft. Aiming to an aircraft generally involves aligning an aiming indication displayed on an HMD to a reticle displayed on a Head-Up Display (HUD) or Boresight Reference Unit (BRU). In general, the aiming procedure is performed by the user at the start of the flight and may be repeated several times during the flight. It is important that the aiming is accurate, otherwise the HMD may present erroneous or misleading (ie misplaced) information to the user.

조준을 위한 한 가지 방법은 사용자가 항공기/차량 장착 BRU 또는 HUD에 동시에 3축 즉, 방위각, 고도 및 롤에서 HMD 기호를 정렬하는 것을 요구한다. BRU 또는 HUD는 십자형(cross) 또는 어떤 다른 유형의 레티클(즉, 소총 조준경의 십자형)의 시준된 이미지를 표시한다. 레티클은 일반적으로 차량 또는 항공기의 중심선을 기준으로 하는 고도, 방위각 및 롤을 제공하기 위해 십자형과 같이 수평 또는 수직으로 확장된 기준(fiducial)으로 구성된다. 사용자는 전형적으로 HMD에 투영된 첫 번째 기호를 BRU/HUD 표시된 십자형/레티클의 교차점에 대한 시선에 정렬하는 것이 요구된다. 일단 HMD 기호가 BRU/HUD 십자형/레티클과 정렬되면 HMD를 착용한 사용자는 버튼을 결합한다. 일부 경우에는, HMD 표시 기호가 참조된 항공기/차량인 경우 미세 정렬이 구현될 수도 있으며, 그런 다음 사용자는 기호를 돌려서 BRU/HUD 십자형/레티클에 오버레이할 수 있다. 비록 이 정렬 프로세스는 비교적 쉽고 간단한 작업으로 간주될 수 있지만, 시간이 걸린다. 추가로, HMD의 사용자는 HMD 십자형을 BRU/HMD 레티클에 정밀하게 정렬하는 데 주의를 기울이지 않음으로써 전체 HMD 정확도에 오류를 도입할 수 있다. 둘 다 정렬이 필요한 두 개의 디스플레이를 갖는 쌍안(binocular) HMD의 경우, 이 정렬 프로세스는 항공기/차량의 사용자에 의해 여전히 구현될 수 있지만, 지루하고 오류가 발생할 수 있다.One method for aiming requires the user to align the HMD symbols on the aircraft/vehicle mounted BRU or HUD simultaneously in three axes: azimuth, elevation and roll. The BRU or HUD displays a collimated image of a cross or some other type of reticle (ie, the cross of a rifle scope). A reticle is generally constructed with a fiducial extending horizontally or vertically, such as a cross, to provide elevation, azimuth and roll relative to the centerline of the vehicle or aircraft. The user is typically required to align the first symbol projected on the HMD to the line of sight to the intersection of the BRU/HUD marked cross/reticle. Once the HMD symbol is aligned with the BRU/HUD cross/reticle, the user wearing the HMD engages the button. In some cases, fine alignment may be implemented where the HMD indicator symbol is the referenced aircraft/vehicle, and the user can then rotate the symbol to overlay it on the BRU/HUD crosshair/reticle. Although this sorting process can be considered a relatively easy and straightforward operation, it takes time. Additionally, the user of the HMD may introduce errors into the overall HMD accuracy by not paying attention to precisely aligning the HMD crosshairs to the BRU/HMD reticle. For binocular HMDs with two displays, both of which require alignment, this alignment process can still be implemented by the user of the aircraft/vehicle, but can be tedious and error-prone.

항공기, 및 특히 회전익 항공기는 비행 동안 그리고 또한 엔진 작동 동안 이륙 전에 움직임과 진동이 발생한다. 이러한 움직임과 진동은 성공적인 정렬에 필요한 작은 머리 움직임을 만드는 항공기 탑승자의 능력을 억제한다. 항공기 움직임 및 진동이 없는 경우에도, 필요한 미세한 머리 움직임을 수행하는 것은 용이하지 않다.Aircraft, and particularly rotorcraft, are subject to movement and vibrations prior to takeoff during flight and also during engine operation. These movements and vibrations inhibit the aircraft occupant's ability to make the small head movements necessary for successful alignment. Even in the absence of aircraft movements and vibrations, it is not easy to perform the necessary fine head movements.

트래커-디스플레이 정렬을 위한 또 다른 방법은 엄격한 허용 오차로 견고한 기계적 구조에 트래커와 디스플레이를 장착하는 것이다. 일단 구조가 트래커 및 디스플레이에 모두 로드되면, 디스플레이 위치와 트래커의 위치를 정밀하게 측정하기 위해 교정 절차(calibration procedure)가 사용된다. 이 정보를 통해, HMD에 기호가 적절하게 배치될 수 있다. 이 방법의 한 가지 단점은 트래커와 디스플레이의 정확한 정렬이 전체 설계 비용에 상당한 비용을 추가한다는 것이다. 추가적으로, 고가의 제조 및 교정 장비도 또한 요구된다. 추가로, 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧은 사용자의 눈을 디스플레이의 전방에 배치하기 위해 전체 인체 측정 범위(human anthropometric range)를 수용해야 한다.Another method for tracker-display alignment is to mount the tracker and display to a rigid mechanical structure with tight tolerances. Once the structure is loaded into both the tracker and the display, a calibration procedure is used to precisely measure the position of the display and the position of the tracker. With this information, symbols can be properly placed on the HMD. One disadvantage of this method is that accurate alignment of the tracker and display adds significant cost to the overall design cost. Additionally, expensive manufacturing and calibration equipment is also required. Additionally, the headband, headgear or helmet must accommodate the entire human anthropometric range to place the user's eyes in front of the display.

추가적으로, 특히 쌍안(binocular)(즉, 각각의 눈이 별도의 및 별개의 이미지를 보는 두 개의 별도의 디스플레이) 또는 바이오큘라(biocular)(즉, 각각의 눈이 동일한 이미지를 보는 두 개의 별도의 디스플레이) HMD에서 디스플레이-디스플레이(display-to-display)의 상대적 정렬은 문제를 유발할 수도 있다. 수평 방향에서, 수렴 지점은 쌍안 시야 거리(viewing distance)를 결정한다. 기호, 아이콘 또는 이미지가 원하는 거리에서 관심 물체(object of interest)를 오버레이하는 것이 의도된다. 따라서, 수평 정렬은 용인된 허용 오차 값 내에 있어야 하며 광학적 무한대를 초과하지 않아야 한다. 수직 방향에서, 표시된 기호, 아이콘 또는 이미지는 시야 거리에 관계없이 특정 각도를 초과해서는 안 된다. 추가적으로, 수평 수렴 각을 실시간으로 원하는 시야 거리로 조정할 수 있는 기능이 바람직하지만, 수직 및 수평 방향 모두에서 정확하게 이루어져야 한다. 따라서, 조종사나 사용자가 이미지를 볼 때 그렇게 하는 것이 복시(double vision)나 눈의 피로(eye strain)를 유발하지 않는 것을 보장하는데 상대적인 디스플레이-디스플레이 정렬이 대단히 중요하다. 한 가지 방법은 비행이나 임무 중에 디스플레이가 서로에 대해 움직이지 않도록 견고한 구조에 디스플레이를 장착하는 것이다.Additionally, in particular binocular (ie, two separate displays in which each eye sees a separate and separate image) or biocular (ie, two separate displays in which each eye sees the same image). ) The relative alignment of the display-to-display in the HMD may cause problems. In the horizontal direction, the convergence point determines the binocular viewing distance. It is intended that a symbol, icon or image overlay an object of interest at a desired distance. Therefore, the horizontal alignment must be within acceptable tolerance values and not exceed optical infinity. In the vertical direction, the displayed symbol, icon or image must not exceed a certain angle regardless of the viewing distance. Additionally, the ability to adjust the horizontal convergence angle to a desired viewing distance in real time is desirable, but must be done accurately in both vertical and horizontal directions. Therefore, relative display-to-display alignment is very important to ensure that when the pilot or user is viewing the image, doing so does not cause double vision or eye strain. One way is to mount the displays on a rigid structure that prevents them from moving relative to each other during flight or missions.

견고한 구조 또는 항공기/차량 장착 BRU/HUD에 대한 필요 없이도 기준 프레임 내에서 HMD를 자동 정렬하는 효율적이고 비용 효과적인 방법 및 시스템에 대한 충족되지 않은 요구가 남아 있다.There remains an unmet need for an efficient and cost effective method and system for automatically aligning HMDs within a frame of reference without the need for a robust structure or aircraft/vehicle mounted BRU/HUD.

위에서 설명된 문제 및 충족되지 않은 요구 및 기타 사항에 비추어, 디스플레이의 자동 정렬을 위한 시스템 및 방법의 설계, 개발 및 테스트의 측면이 본 명세서에서 설명된다. 무엇보다도, 이들 측면은, 예컨대 사용자를 위한 단안 또는 쌍안 디스플레이를 포함하는 항공기 HMD, 지상 차량 HMD 및 유사한 것들을 위해 사용될 수 있다.Aspects of design, development, and testing of systems and methods for automatic alignment of displays are described herein in light of the problems described above and unmet needs and others. Among other things, these aspects may be used, for example, for aircraft HMDs, land vehicle HMDs, and the like, including monocular or binocular displays for users.

본 개시의 측면에서, 디스플레이의 자동 정렬을 위한 방법, 컴퓨터 판독 가능한 매체(computer-readable medium), 및 시스템이 제공된다. 방법, 매체 및 시스템은 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 제공할 수 있다. 추가로, 방법, 매체 및 시스템은 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착되고 차량과 통신하고 정렬하도록 구성된 제1 센서를 제공할 수 있다. 차량이 관성 항법 또는 측정 시스템을 갖는 경우 차량에 대한 정렬은 전달 정렬(transfer alignment)을 사용하여 구현될 수 있다. 추가로, 방법, 매체 및 시스템은 제1 센서와 통신하고 제2 센서를 제1 센서와 전달 정렬하도록 구성된 제2 센서를 포함하는 디스플레이를 제공할 수 있다. 추가로, 그런 다음 제1 센서는 차량에 정렬될 수 있거나 제2 센서에 정렬되기 전에 차량에 정렬되었을 수 있다. 또한, 방법, 매체 및 시스템은 제1 센서 및 제2 센서가 관성 측정 유닛(IMU)을 포함하는 것을 추가로 제공할 수 있다.In an aspect of the present disclosure, a method, computer-readable medium, and system for automatic alignment of a display are provided. Methods, media and systems may provide for automatic alignment of components of a headband, headgear, or helmet. Additionally, the methods, media, and systems can provide a first sensor mounted on a headband, headgear, or helmet and configured to communicate and align with a vehicle. If the vehicle has an inertial navigation or measurement system the alignment to the vehicle may be implemented using transfer alignment. Additionally, the methods, media, and systems can provide a display comprising a second sensor in communication with the first sensor and configured to transmit and align the second sensor with the first sensor. Additionally, the first sensor may then be aligned to the vehicle or may have been aligned to the vehicle prior to alignment to the second sensor. Also, the methods, media, and systems may further provide that the first sensor and the second sensor include an inertial measurement unit (IMU).

방법, 매체 및 시스템은 또한 HMD 상에 제1 및 제2 디스플레이를 제공할 수 있고 제1 및 제2 센서와 전달 정렬할 수 있는 제3 센서를 포함할 수 있다. 그런 다음, 제1 센서는 차량에 정렬될 수 있거나 제2 및 제3 센서에 정렬하기 전에 차량에 정렬되었을 수 있다. 추가로, 방법, 매체 및 시스템은 제1, 제2 및 제3 센서가 관성 측정 유닛(IMU)을 포함하는 것을 제공할 수 있다.The methods, media, and systems may also include a third sensor capable of providing first and second displays on the HMD and capable of transmitting alignment with the first and second sensors. The first sensor may then be aligned with the vehicle or may have been aligned with the vehicle prior to alignment with the second and third sensors. Additionally, the methods, media and systems may provide that the first, second and third sensors include an inertial measurement unit (IMU).

이러한 측면의 추가 이점 및 신규한 특징은 후속하는 설명에서 부분적으로 설명될 것이고, 부분적으로는 다음을 검토하거나 본 개시의 실시에 의해 학습할 때 기술 분야의 숙련자에게 더욱 명백해질 것이다.Additional advantages and novel features of these aspects will be set forth in part in the description that follows, and in part will become more apparent to those skilled in the art upon reviewing the following or learning from practice of the present disclosure.

시스템 및 방법의 다양한 예시적인 측면이 후속 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 개시의 측면에 따른 디스플레이의 자동 정렬을 위한 예시적인 시스템을 도시하는 다이어그램이다.
도 2는 본 개시의 측면에 따른 디스플레이의 자동 정렬을 위한 시스템의 예시적인 구현이다.
도 3은 본 개시의 측면에 따른 디스플레이의 자동 정렬을 위한 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 측면에 따라 사용하기 위한 다양한 하드웨어 구성요소 및 다른 특징의 예시적인 시스템 다이어그램을 제시한다.
도 5는 본 개시의 측면에 따라 사용하기 위한 다양한 예시적인 시스템 구성요소를 도시하는 블록 다이어그램이다.
Various illustrative aspects of the systems and methods will be described in detail with reference to the following drawings.
1 is a diagram illustrating an exemplary system for automatic alignment of a display in accordance with aspects of the present disclosure.
2 is an exemplary implementation of a system for automatic alignment of a display in accordance with aspects of the present disclosure.
3 is an exemplary flow diagram of a method for automatic alignment of a display in accordance with aspects of the present disclosure.
4 presents an exemplary system diagram of various hardware components and other features for use in accordance with aspects of the present disclosure.
5 is a block diagram illustrating various exemplary system components for use in accordance with aspects of the present disclosure.

첨부된 도면과 관련하여 아래에 설명된 상세한 설명은 다양한 구성의 설명으로 의도되고 본 명세서에서 설명된 개념이 실시될 수 있는 유일한 구성을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 상세한 설명은 다양한 개념의 철저한 이해를 제공하기 위한 목적으로 구체적인 세부 사항을 포함하고 있다. 그러나, 이들 개념이 이들 구체적인 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것은 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 일부 경우에는, 잘 알려진 구조와 구성요소가 이러한 개념을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록 다이어그램 형식으로 도시되어 있다.DETAILED DESCRIPTION The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is intended as a description of various configurations and is not intended to represent the only configurations in which the concepts described herein may be practiced. The detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of various concepts. However, it will be apparent to one skilled in the art that these concepts may be practiced without these specific details. In some instances, well-known structures and components are shown in block diagram form in order to avoid obscuring these concepts.

이제 다양한 장치 및 방법을 참조하여 모션 트랙킹 시스템의 여러 측면이 제시될 것이다. 이들 장치 및 방법은 다음의 상세한 설명에서 설명되고 다양한 블록, 구성요소, 회로, 단계, 프로세스, 알고리즘 등(총칭하여 "요소"로 참조됨)에 의해 첨부 도면에 예시될 것이다. 이들 요소는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 요소가 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약 조건에 따라 다르다.Several aspects of a motion tracking system will now be presented with reference to various devices and methods. These apparatus and methods will be described in the detailed description that follows and illustrated in the accompanying drawings by way of various blocks, components, circuits, steps, processes, algorithms, etc. (collectively referred to as “elements”). These elements may be implemented using electronic hardware, computer software, or a combination thereof. Whether these elements are implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system.

예로서, 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소들의 임의의 조합은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 "처리 시스템"으로 구현될 수 있다. 프로세서의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA), 프로그램 가능한 로직 디바이스(programmable logic device)(PLD), 상태 머신, 게이트 로직, 개별 하드웨어 회로 및 본 개시 전반에 걸쳐 설명되는 다양한 기능을 수행하도록 구성된 다른 적절한 하드웨어를 포함한다. 처리 시스템의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 설명 언어 등으로 참조되든 아니든, 소프트웨어는, 명령어, 명령어 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 하위 프로그램, 소프트웨어 구성요소, 응용 프로그램(application), 소프트웨어 응용 프로그램, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 개체, 실행 파일, 실행 스레드, 절차, 기능 등을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. By way of example, an element, or any portion of an element, or any combination of elements may be implemented as a “processing system” that includes one or more processors. Examples of processors include microprocessors, microcontrollers, digital signal processors (DSPs), field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic devices (PLDs), state machines, gate logic , discrete hardware circuitry and other suitable hardware configured to perform the various functions described throughout this disclosure. One or more processors of the processing system may execute software. Software, whether or not referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, etc., is an instruction, instruction set, code, code segment, program code, program, subprogram, software component, application, software It should be construed broadly to include applications, software packages, routines, subroutines, objects, executables, threads of execution, procedures, functions, and the like.

따라서, 하나 이상의 예시적인 측면에서, 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능은 컴퓨터 판독 가능한 매체에 하나 이상의 명령 또는 코드로 저장되거나 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 사용 가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 그리고 제한 없이, 이러한 컴퓨터 판독 가능한 매체는 램덤 액세스 메모리(random-access memory; RAM), 읽기 전용 메모리(read-only memory; ROM), 전기적으로 삭제 가능한 프로그램 가능한 ROM(electrically erasable programmable ROM; EEPROM), 컴팩트 디스크 ROM(Compact Disk ROM; CD-ROM), 또는 다른 광 디스크 저장, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 운반하거나 저장하기 위해 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 CD, 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다목적 디스크(digital versatile disc; DVD) 및 플로피 디스크를 포함하고 여기서 디스크(disk)는 일반적으로 자기적으로 데이터를 재생하는 반면, 디스크(disc)는 레이저를 사용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 조합도 또한 컴퓨터 판독 가능한 매체의 범위 내에 포함된다.Accordingly, in one or more exemplary aspects, the functions described may be implemented in hardware, software, firmware, or any combination thereof. If implemented in software, the functions may be stored on or encoded as one or more instructions or code on a computer-readable medium. Computer-readable media includes computer storage media. A storage medium may be any available medium that can be accessed by a computer. For example, and without limitation, such computer readable media may include random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable ROM (ROM), and EEPROM), Compact Disk ROM (CD-ROM), or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage device, or used to carry or store the desired program code in the form of instructions or data structures. and may include any other medium that can be accessed by a computer. As used herein, disk and disk include CD, laser disk, optical disk, digital versatile disk (DVD) and floppy disk, where disk generally magnetically stores data. On the other hand, a disc uses a laser to optically reproduce data. Combinations of the above are also included within the scope of computer-readable media.

따라서, 하나 이상의 측면에서, 아래에서 설명되는 기능은 HMD 또는 머리 착용 디스플레이(Head-Worn Display)("HWD") 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 추가로, 이들 용어는 또한 "사용자/조종사를 위한 비디오 디스플레이"라는 문구와 교환 가능하게 사용될 수 있다.Accordingly, in one or more aspects, the functionality described below may be implemented with either an HMD or a Head-Worn Display (“HWD”). Additionally, these terms may also be used interchangeably with the phrase "video display for user/pilot".

HMD는 디스플레이 상으로 그래픽을 적절하게 그리거나/제시하거나/표시하기 위해 사용자로부터 시선 위치의 정확한 계산을 허용하기 위하여 종종 헬멧/헤드 트래커와 각각의 디스플레이 사이에 정밀한 배향 정렬을 필요로 한다. 추가적으로, 쌍안 디스플레이의 경우, 사용자의 두 눈에서 두 개의 디스플레이 상으로 투영되는 단일 지점까지의 시선이 눈의 피로를 유발하지 않고 따라서 사용자 성능에 부정적인 영향을 미치지 않을 정도로 정확한 시차로 나타나도록 두 개의 디스플레이는 서로에 대해 정렬되어야 한다. 본 개시의 다른 측면에서, 트래커-디스플레이 및 디스플레이-디스플레이 정렬이 전체 임무의 과정 동안 유지되는 것이 종종 매우 중요하다.HMDs often require precise orientation alignment between the helmet/head tracker and the respective display to allow accurate calculation of the gaze position from the user to properly draw/present/present graphics on the display. Additionally, in the case of a binocular display, the two displays are designed so that the gaze from the user's eyes to a single point projected onto the two displays is parallaxed accurately enough not to cause eye strain and thus not negatively affect user performance. must be aligned with each other. In other aspects of the present disclosure, it is often very important that the tracker-display and display-display alignment be maintained over the course of the entire mission.

도 1을 참조하면, 본 개시의 측면에 따른 디스플레이 시스템(100)의 예시적인 자동 정렬의 다양한 특징의 대표적인 다이어그램이 예시되어 있다. 시스템(100)은 사용자의 우측 눈과 좌측 눈에 개별적으로 위치 설정된 듀얼 디스플레이(102a, 102b)를 포함할 수 있다. 디스플레이(102a, 102b)는 함께 쌍안 시스템(102)으로 참조될 수 있고, 여기서 디스플레이 시스템(102)으로 교환 가능하게 참조된다. 쌍안 시스템(102)은 헬멧(104)에 장착될 수 있다.1 , illustrated is a representative diagram of various features of an exemplary automatic alignment of a display system 100 in accordance with aspects of the present disclosure. System 100 may include dual displays 102a, 102b positioned separately for the user's right and left eyes. Displays 102a and 102b may together be referred to as binocular system 102 , where interchangeably referenced to display system 102 . The binocular system 102 may be mounted to a helmet 104 .

개시의 일 측면에서, 디스플레이(102a, 102b)는 이미지가 명목상 시준되고 무한대에 가까워지는(verged) 시스루(see-through) HMD일 수 있다. 2개의 디스플레이는 함께 사용자를 위한 쌍안 디스플레이 시스템(102)을 제공한다. 쌍안 시스템(102)을 사용하는 경우, 상대적인 쌍안 정렬은 발산(즉, 서로에 대해 평행을 초과)하지 않도록 유지되어야 하고, 무한대 또는 원하는 수렴 거리에 대해 5 내지 10 분각(arcminutes)의 수렴 각도 내에 유지되어야 한다. 수직 방향에서, 두 개의 디스플레이 사이의 쌍안 정렬은 3 내지 6분각을 초과하지 않아야 한다. 예를 들어, 쌍안 시스템(102)의 HMD(102a, 102b)가 수직 또는 수평 방향으로 이들 예시적인 값보다 많이 정렬을 벗어난 경우, 사용자는 HMD를 사용할 때 복시, 눈의 피로, 두통 및 흐린 시야와 같은 부작용을 경험할 수 있다.In one aspect of the disclosure, the displays 102a , 102b may be see-through HMDs in which the image is nominally collimated and verged to infinity. The two displays together provide a binocular display system 102 for the user. When using the binocular system 102, the relative binocular alignment should be maintained not to diverge (ie, more than parallel to each other), and maintained within an angle of convergence of 5 to 10 arcminutes for infinity or the desired convergence distance. should be In the vertical direction, the binocular alignment between the two displays should not exceed 3 to 6 arc minutes. For example, if the HMDs 102a , 102b of the binocular system 102 are out of alignment by more than these exemplary values in the vertical or horizontal direction, the user may experience diplopia, eye strain, headache, and blurred vision when using the HMD. You may experience the same side effects.

디스플레이(102a, 102b)는 또한 개별적으로 관성 측정 유닛(IMU)(108a, 108b)을 포함 및/또는 이에 결합될 수 있다. 헬멧(104)은 또한 트래커(106)를 포함할 수 있다. 트래커(106)는, 예를 들어, 이하에서 더 상세히 설명되는 하이브리드 광학 기반 관성 트래커(HObIT)를 포함할 수 있다. 트래커(106)는 또한 IMU(112)를 포함할 수 있다. 헬멧(104)에 포함된 IMU는, 예를 들어, 미세 전자 기계 시스템(Microelectromechanical systems; MEMS) 기반 고정밀 IMU이고 메릴랜드주 클라크스버그(Clarksburg) 소재의 Thales Visionix®에 의해 생산된 NavChipTM IMU 일 수 있다.Displays 102a, 102b may also include and/or be coupled to inertial measurement units (IMUs) 108a, 108b, respectively, respectively. The helmet 104 may also include a tracker 106 . The tracker 106 may include, for example, a hybrid optical based inertial tracker (HObIT), which is described in more detail below. The tracker 106 may also include an IMU 112 . The IMU included in the helmet 104 can be, for example, a NavChip IMU that is a microelectromechanical systems (MEMS) based high precision IMU and manufactured by Thales Visionix® of Clarksburg, MD. there is.

본 개시의 측면에 따른 일 예시적인 구현에서, 트래커(106)는 디스플레이(102a 및/또는 102b)를 포함하는 디스플레이 시스템(102)에 전달 와이어(110)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 본 개시의 다른 측면에서, 디스플레이(102a 및/또는 102b)를 포함하는 디스플레이 시스템(102)은 또한 항공기 또는 다른 차량의 헬멧-차량 인터페이스(Helmet-Vehicle Interface; HVI)(114)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 본 개시의 다른 측면에서, 트래커(106) 및 디스플레이(102a 및/또는 102b)를 포함하는 디스플레이 시스템(102)은 헬멧-차량 인터페이스(HVI)(114)를 통해 항공기 또는 다른 차량에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 개시의 다른 측면에서, 쌍안 시스템(102)의 각각의 디스플레이(102a, 102b)는 서로 통신하도록 구성될 수 있다. 도 1을 참조하여 위에서 설명된 전기적 연결에 대한 대안으로, 일부 구현에서, 다양한 구성요소는 무선으로, 광학적으로, 또는 다르게 서로 결합될 수 있다.In one example implementation in accordance with aspects of the present disclosure, the tracker 106 may be electrically coupled via a transfer wire 110 to a display system 102 that includes displays 102a and/or 102b. In another aspect of the present disclosure, the display system 102 including the displays 102a and/or 102b may also be electrically connected via a helmet-vehicle interface (HVI) 114 of an aircraft or other vehicle. can In another aspect of the present disclosure, the display system 102 including the tracker 106 and the displays 102a and/or 102b may be electrically connected to an aircraft or other vehicle via a helmet-vehicle interface (HVI) 114 . there is. In another aspect of the present disclosure, each display 102a , 102b of the binocular system 102 may be configured to communicate with each other. As an alternative to the electrical connections described above with reference to FIG. 1 , in some implementations, the various components may be coupled to each other wirelessly, optically, or otherwise.

제어 유닛 및 이미지 생성기(도시되지 않음)는 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이 HMD에 관한 트랙킹 데이터를 수신할 수 있고, 생성된 이미지를 HVI(114)를 통해 HMD에 전달할 수 있다. 또한 제어 유닛은, 예컨대 항공기 전지구 위치 파악 시스템(Global Positioning System; GPS)/관성 항법 시스템(Inertial Navigation System; INS)으로부터의 데이터 및 기호 데이터를 포함하는, 차량 및/또는 항공기의 임무 컴퓨터로부터의 입력을 수신할 수 있다. 트래커(106)를 갖는 헬멧(104), 및 디스플레이 시스템(102)은 예를 들어 HVI(114)를 통해 조종석에 장착된 제어 유닛과 같은 제어 유닛과 통신할 수 있다.A control unit and an image generator (not shown) may receive tracking data regarding the HMD and communicate the generated image to the HMD via HVI 114 as further described below. The control unit may also provide input from mission computers of the vehicle and/or aircraft, including, for example, data from the aircraft Global Positioning System (GPS)/Inertial Navigation System (INS) and symbol data. can receive Helmet 104 with tracker 106 , and display system 102 may communicate with a control unit, such as a cockpit mounted control unit, via HVI 114 , for example.

아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 본 개시의 일 측면에서, 트래커(106) 및 디스플레이 시스템(102)은 서로 정렬될 수 있고, 정렬은 디스플레이 시스템(100)의 자동 정렬의 동작 전반에 걸쳐 유지된다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 본 개시의 다른 측면에서, 디스플레이(102a) 및 디스플레이(102b)는 서로에 대해 정렬될 수 있고, 정렬은 디스플레이 시스템(100)의 자동 정렬의 동작 전반에 걸쳐 유지될 수 있다. 디스플레이 시스템(102)과 트래커(106) 사이의 정렬의 임의의 오류는 외부 세계와의 적절한 정합(registration)을 위해 디스플레이(102a) 및/또는 디스플레이(102b) 상에 기호를 위치 설정시키는 데 있어서의 오류로 직접 이어질 수 있다. 추가적으로, 디스플레이(102a)와 디스플레이(102b) 사이의 임의의 정렬 오류는, 조종사 또는 사용자의 눈의 피로를 유발할 수 있는, 외부 세계와의 또는 서로에 대한 적절한 정합을 위해 디스플레이(102a) 및/또는 디스플레이(102b)에 기호를 위치 설정하는 데 있어서의 오류로 직접 이어질 수 있다.As discussed further below, in one aspect of the disclosure, the tracker 106 and the display system 102 may be aligned with each other, and the alignment is maintained throughout the operation of automatic alignment of the display system 100 . . As discussed further below, in another aspect of the disclosure, display 102a and display 102b can be aligned with respect to each other, and the alignment is maintained throughout the operation of automatic alignment of display system 100 . can be Any error in alignment between the display system 102 and the tracker 106 will result in a loss of position in the positioning of the symbols on the display 102a and/or the display 102b for proper registration with the outside world. This can lead directly to errors. Additionally, any misalignment between the display 102a and the display 102b may cause the display 102a and/or the display 102a and/or the display 102b for proper registration with each other or with the outside world, which may cause eye fatigue to the pilot or user. This can directly lead to errors in positioning the symbols on the display 102b.

이제 도 2를 참조하면, 본 개시의 측면에 따른, 디스플레이의 자동 정렬을 위한 시스템의 다양한 특징의 예시적인 구현의 대표적인 다이어그램이 예시된다. 구체적으로, 도 2는 본 개시의 일 측면에 따른 항공기(500)의 전투기 조종석 영역의 예를 예시한다. 본 개시의 일 측면에서, 아이콘이 사용자의 시야에서 물체와 중첩되도록 아이콘 또는 기호를 사용자의 눈으로부터 세계의 물체까지의 시선을 따라 디스플레이 상에 그리거나/표시하거나/제시하는 것이 종종 바람직하다. 본 개시의 측면에 따르면, 도 2는 HMD 상에 물체 또는 물체를 나타내는 기호를 표시하는 것과 관련된 예시적인 좌표 축을 예시한다. 물체의 위치는 지상 좌표계(i)(512)로 알려져 있을 수 있다. 플랫폼 관성 항법 시스템(INS)은 좌표계(i)에 대한 자신의 위치 및 배향[자세(pose)]을 모니터링할 수 있고, 그에 의해서 물체 좌표가 플랫폼 좌표계(p)(504)로 변환되는 것을 허용할 수있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 기준 별자리(510)는 캐노피(502)에 장착될 수 있고 좌표계(n)를 가질 수 있고, 좌표계(p)에 대한 이의 자세는 물체 좌표를 좌표계(p)에서 좌표계(n)로 변환하기 위해 교정되고 사용될 수 있다. 트래커(508)(도 1의 106)는 본체 좌표계(b)를 가질 수 있고 기준 별자리에 대한 자신의 자세를 모니터링할 수 있고, 그로써 물체 좌표가 좌표계(n)에서 좌표계(b)로 변환되는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로, 디스플레이(들)(506)(도 1의 102a 및/또는 102b)는 좌표계(d)를 정의할 수 있다. 이 예에서, 변환의 조합은 물체의 위치가 지상 좌표(i)에서 트래커 본체 좌표(b)로 변환되는 것을 허용할 수 있다. 물체에 대한 시선이 좌표계(d)에서 디스플레이와 교차하는 위치를 결정하기 위해, 좌표계(d)에서 눈과 물체 위치를 아는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 좌표계(d)에서의 눈 위치는 측정되거나 또는 모든 잠재적인 사용자에 대해 유사한 헤드 지오메트리를 상정하고 한 사용자에 대한 위치를 측정함으로써 단순히 확고히 될 수 있다. 물체 위치는 좌표계(b)에서 알려져 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 본 개시의 일 측면은 좌표계(b) 및 (d)의 자동 정렬, 즉 좌표계(d)에서의 물체의 좌표가 좌표계(b)로 이에 의해서 변환될 수 있는 이들 두 좌표계 사이의 변환의 계산에 관한 것이다. 기준 별자리(510)의 사용의 다양한 측면은 미국 특허 제10,212,355 호 전체에 걸쳐 논의되고, 이는 본 명세서에 참조로 명시적으로 포함된다. 추가로, 비록 도 2에는 오직 하나의 디스플레이(506)가 예시되었지만, 임의의 적절한 수의 디스플레이가 존재할 수 있다. 예를 들어, 쌍안 시스템에는 두 개의 디스플레이가 존재할 수 있다. 본 개시의 측면에 따르면, 표 1은 위에서 참조된 5개의 연관된 좌표 프레임을 나열한다.Referring now to FIG. 2 , illustrated is a representative diagram of an exemplary implementation of various features of a system for automatic alignment of a display, in accordance with aspects of the present disclosure. Specifically, FIG. 2 illustrates an example of a fighter cockpit area of an aircraft 500 in accordance with an aspect of the present disclosure. In one aspect of the present disclosure, it is often desirable to draw/display/present an icon or symbol on a display along the line of sight from the user's eye to the object in the world so that the icon overlaps the object in the user's field of view. In accordance with aspects of the present disclosure, FIG. 2 illustrates an exemplary coordinate axis associated with displaying an object or symbol representing an object on an HMD. The position of the object may be known in the terrestrial coordinate system (i) 512 . The platform inertial navigation system (INS) may monitor its position and orientation (pose) with respect to the coordinate system (i), thereby allowing object coordinates to be transformed into the platform coordinate system (p) 504 . can As illustrated in FIG. 2 , a reference constellation 510 may be mounted on a canopy 502 and may have a coordinate system n, and its posture relative to coordinate system p converts object coordinates from coordinate system p to coordinate system. It can be calibrated and used to transform into (n). The tracker 508 ( 106 in FIG. 1 ) may have a body coordinate system b and monitor its posture relative to a reference constellation, thereby monitoring the transformation of object coordinates from coordinate system n to coordinate system b. can allow Additionally, the display(s) 506 ( 102a and/or 102b in FIG. 1 ) may define a coordinate system d. In this example, the combination of transformations may allow the object's position to be transformed from ground coordinates (i) to tracker body coordinates (b). In order to determine where the gaze on the object intersects the display in the coordinate system d, it may be necessary to know the eye and object positions in the coordinate system d. Thus, the eye position in coordinate system d can be measured or established simply by measuring the position for one user assuming a similar head geometry for all potential users. The object position is known in the coordinate system (b). As will be described below, one aspect of the present disclosure is the automatic alignment of coordinate systems (b) and (d), ie, the coordinates of an object in coordinate system (d), these two coordinate systems by which they can be transformed into coordinate system (b). It relates to the calculation of the conversion between. Various aspects of the use of the reference constellation 510 are discussed throughout U.S. Patent No. 10,212,355, which is expressly incorporated herein by reference. Additionally, although only one display 506 is illustrated in FIG. 2 , any suitable number of displays may be present. For example, there may be two displays in a binocular system. According to an aspect of the present disclosure, Table 1 lists the five associated coordinate frames referenced above.

i-프레임i-frame i-프레임은 관성 기준 프레임이며, 예컨대 관성 프레임으로 간주되기에 충분할 정도로 천천히 회전하는 항공기 아래 지면의 로컬 수준 NED(North-East-Down) 프레임일 수 있다.The i-frame is an inertial frame of reference, and may be, for example, a local-level North-East-Down (NED) frame on the ground below an aircraft that rotates slowly enough to be considered an inertial frame. p-프레임p-frame 항공기 "플랫폼 INS" 프레임. "플랫폼 INS"는 자세 데이터를 임무 컴퓨터(MC)에 공급하고 차례로 디스플레이 시스템의 자동 정렬에 공급하는 관성 항법 시스템이다.Aircraft "Platform INS" frame. "Platform INS" is an inertial navigation system that feeds attitude data to a mission computer (MC), which in turn feeds the automatic alignment of the display system. n-프레임n-frame 트랙킹 시스템의 기준 프레임. 자기 트래커의 경우, n-프레임은 예를 들어 소스 코일 조립체와 명목상 정렬된 축과 원점을 가질 수 있다. 일 예에서, n-프레임은 기점 중 하나에서 원점을 가질 수 있고 그 축은 지상 조화 절차 동안 항공기 축에 대략 정렬될 수 있다.Reference frame of the tracking system. In the case of a magnetic tracker, the n-frame may have an axis and origin that are nominally aligned with the source coil assembly, for example. In one example, the n-frame may have an origin at one of the fiducials and that axis may be approximately aligned with the aircraft axis during the ground conditioning procedure. b-프레임b-frame 트래커의 본체 프레임. 일 예에서, b-프레임은 위에서 설명된 바와 같이 트래커 내부의 NavChipTM IMU에 의해 정의될 수 있고, 이는 예를 들어 헬멧에 대해 거꾸로, 뒤로 및/또는 기울어져 장착될 수 있다.The tracker's body frame. In one example, the b-frame may be defined by a NavChip IMU inside the tracker as described above, which may for example be mounted upside down, back and/or tilted relative to a helmet. d-프레임d-frame 각각의 디스플레이의 디스플레이 프레임. 일 예에서, d-프레임은 위에서 설명된 바와 같이 각각의 디스플레이 내부의 NavChipTM IMU에 의해 정의될 수 있으며, 이는 예를 들어 헬멧에 대해 거꾸로, 뒤로 및/또는 기울어져 장착될 수 있다.The display frame of each display. In one example, the d-frame may be defined by a NavChip IMU inside each display as described above, which may for example be mounted upside down, back and/or tilted relative to a helmet.

도 1을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 트래커(106), 디스플레이(102a) 및 디스플레이(102b) 각각의 IMU(112, 108a 및 108b)는 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 서로에 대한 상대적인 배향의 연속적인 측정을 제공할 수 있다.As described above with reference to FIG. 1 , the IMUs 112 , 108a and 108b of the tracker 106 , display 102a , and display 102b, respectively, are oriented relative to each other, as described in more detail below. It can provide continuous measurement of

이제 도 3을 참조하면, 본 개시의 측면에 따른 디스플레이의 자동 정렬을 위한 방법에 대한 예시적인 흐름도가 도시되어 있다. 구체적으로, 본 개시의 측면에 따라 전달 정렬 방법(transfer alignment method)을 이용함에 의한 디스플레이의 자동 정렬을 위한 흐름도(300)가 도시되어 있다.Referring now to FIG. 3 , shown is an exemplary flow diagram of a method for automatic alignment of a display in accordance with aspects of the present disclosure. Specifically, a flowchart 300 is shown for automatic alignment of a display by using a transfer alignment method in accordance with aspects of the present disclosure.

본 개시의 일 측면에서, 전달 정렬은 일 좌표계의 위치가 다른 좌표계의 등가 위치로 변환될 수 있도록 2개의 좌표계 사이의 변환을 결정하는 프로세스로서 정의될 수 있다. 전달 정렬은 예를 들어 대략 다음과 같이 동작할 수 있다. 고정된 그러나 알려지지 않은 변환(이동 및 회전)을 통해 두 개의 항법 장치가 서로 장착될 수 있다. 예를 들어, 항공기에 장착된 미사일, IMU(도 1, 112로 도시된 바와 같이)에 장착된 트래커(도 1, 106으로 도시된 바와 같음) 또는 HMD 상의 트래커 및 디스플레이(도 2, 506 및 508으로 도시된 바와 같음). 도 2에 관하여, 디스플레이(506)는 좌표 프레임(d)을 가질 수 있고, 트래커 IMU(508)는 좌표 프레임(b)을 가질 수 있다. 디스플레이(506) 및 트래커 IMU(508)는 물리적으로 장착될 수 있고, 따라서 시간이 지남에 따라 동일한 회전을 겪을 수 있지만, 각각은 회전 행렬(Rd 및 Rb)로서 자체 좌표 프레임에서 회전을 측정한다. 프레임 사이의 (알 수 없지만 고정된) 회전을 Rdb로 정의함으로써, 물리적 연결은 Rdb*Rb*RdbT = Rd 로 표현될 수 있다. 예를 들어, 예컨데 짧은 시간에 걸쳐서 측정되었기 때문에 회전이 매우 작은 경우, 이들은 개별적으로

Figure pct00001
Figure pct00002
로서 근사화될 수 있고, 연결 방정식은 Rdb*[wb]x*RdbT = [wd]x 로 축소되고, 여기서 wb 및 wd는 회전 벡터로 표현된 작은 회전이다. 동등하게는, [Rdb*wb]x = [wd]x 이고 따라서 Rdb*wb = wd 이다. Rdb는 고정이기 때문에, 여러 개의 측정 쌍(wb,wd)이 행렬 방정식 Rdb*Wb = Wd 에 연결될 수 있고 Rdb는 최소 제곱(least squares) 또는 다른 노이즈-저항 방법(noise-resistant methods)으로 구해질 수 있다. 측정 값이 고정된, 가산 편향(fixed, additive biases)(bb,bd)을 갖는 경우, 방정식은 [Rdb, Rdb*bb-db]*[wb;1] = wd 가 되고, 이는 또한 Rdb를 결정하기 위해 최소 제곱 또는 다른 노이즈-저항 방법으로 풀이될 수 있다. 이 접근 방식은 두 디스플레이(도 1, 108b 및 108b로 도시된 바와 같음)의 IMU 사이, 또는 디스플레이와 트래커 사이(개별적으로 도 1, 108a 또는 108b 및 112로 도시된 바와 같음), 또는 트래커와 이의 IMU 사이(개별적으로 도 1, 106 및 112로 도시된 바와 같음)의 회전을 결정하기에 충분할 수 있다. 트래커-IMU 정렬(tracker-to-IMU alignment)은 트래커가 어떤 좌표계에서 자신의 배향(정렬)을 모니터링함에 따라, 새롭게 계산된 Rdb가 IMU의 배향 또는 IMU"로의 전달 정렬"을 계산하는 데 사용될 수 있다. 유사한 프로세스가 또한 두 IMU/트래커 사이의 이동(translation)을 결정할 수도 있다.In one aspect of the present disclosure, transfer alignment may be defined as the process of determining a transformation between two coordinate systems such that a position in one coordinate system can be transformed into an equivalent position in another coordinate system. Forward alignment may, for example, operate roughly as follows. Two navigation devices can be mounted to each other via fixed but unknown transformations (movement and rotation). For example, a missile mounted on an aircraft, a tracker mounted on an IMU (as shown in FIGS. 1 , 112 ) (as shown in FIGS. 1 , 106 ) or a tracker and display on an HMD ( FIGS. 2 , 506 and 508 ). as shown). 2 , the display 506 may have a coordinate frame d, and the tracker IMU 508 may have a coordinate frame b. Display 506 and tracker IMU 508 may be physically mounted and thus may undergo the same rotation over time, but each measure rotation in its own coordinate frame as rotation matrices Rd and Rb. By defining the (unknown but fixed) rotation between frames as Rdb, the physical connection can be expressed as Rdb*Rb*Rdb T = Rd . For example, if the rotation is very small, eg because it is measured over a short period of time, they are individually
Figure pct00001
and
Figure pct00002
, the linkage equation is reduced to Rdb*[wb]x*Rdb T = [wd]x, where wb and wd are small rotations expressed as rotation vectors. Equivalently, [Rdb*wb]x = [wd]x and thus Rdb*wb = wd. Since Rdb is fixed, several pairs of measurements (wb,wd) can be connected to the matrix equation Rdb*Wb = Wd and Rdb can be obtained with least squares or other noise-resistant methods. can If the measurements have fixed, additive biases (bb,bd), the equation becomes [Rdb, Rdb*bb-db]*[wb;1] = wd, which also determines Rdb can be solved by least squares or other noise-resistance methods to This approach can be performed between the IMUs of two displays (as shown in FIGS. 1 , 108b and 108b), or between a display and a tracker (as shown in FIGS. 1 , 108a or 108b and 112 individually), or between a tracker and its It may be sufficient to determine rotation between the IMUs (as shown in FIGS. 1 , 106 and 112 individually). Tracker-to-IMU alignment allows the tracker to monitor its orientation (alignment) in some coordinate system, so that the newly computed Rdb can be used to calculate the IMU's orientation or "pass-to-IMU alignment". there is. A similar process may also determine translation between two IMUs/trackers.

블록(302)에서, 방법(300)은 시스템[예컨대, 도 1의 시스템(100)]을 초기화하는 것을 포함할 수 있다. 초기화 프로세스는, 예를 들어 위치 등에 관한 필요한 데이터를 얻는 항공기의 INS와 함께 항공기 및 헬멧(104)을 켜는 것과 같은 시스템의 전원을 켜는 것을 포함할 수 있다. At block 302 , the method 300 may include initializing a system (eg, system 100 of FIG. 1 ). The initialization process may include powering on the system, such as, for example, turning on the aircraft and helmet 104 with the aircraft's INS to obtain the necessary data regarding location and the like.

블록(304)에서, 방법(300)은 트래커[예컨대, 도 1의 트래커(106)]를 포함할 수 있고, 트래커 IMU[예컨대, 도 1의 IMU(112)]는 항공기의 INS와 전달 정렬하는 것을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 측면에서, 위에서 설명된 바와 같이, 트래커는 또한 예를 들어 추가적인 정렬을 위해 항공기의 캐노피에 장착된 기준 별자리(fiducial constellation)를 이용할 수 있다. 본 개시의 다른 측면에서, 트래커(106)와 항공기 사이의 정렬은 예를 들어 사용자로부터의 상호작용 없이 자동적으로 일어날 수 있다. 블록(304)에서, 전달 정렬 방법은 또한 트래커[예컨대, 도 1의 트래커(106)]를 항공기에 정렬하기 위해 중력의 사용을 포함할 수 있다.At block 304 , the method 300 may include a tracker (eg, tracker 106 of FIG. 1 ), wherein the tracker IMU (eg, IMU 112 of FIG. 1 ) aligns delivery with the INS of the aircraft. may include In one aspect of the present disclosure, as described above, the tracker may also utilize fiducial constellations, eg, mounted to the canopy of an aircraft for further alignment. In other aspects of the present disclosure, alignment between the tracker 106 and the aircraft may occur automatically, for example, without interaction from a user. At block 304 , the delivery alignment method may also include the use of gravity to align a tracker (eg, tracker 106 of FIG. 1 ) to the aircraft.

블록(306)에서, 방법(300)은 각각의 디스플레이[예컨대, 도 1의 디스플레이(102a 및 102b)]를 디스플레이 IMU[예컨대, 도 1의 IMU(108a 및 108b)]로 트래커 IMU[예컨대, 도 1의 IMU(112)]에 전달 정렬하는 것을 포함할 수 있다. 트래커(106)에 대한 디스플레이 시스템(102)의 이러한 전달 정렬은 예를 들어 트래커(106)에 대한 각각의 디스플레이(102a 및 102b)의 정확한 배향 정렬을 제공할 수 있다. 전달 정렬 프로세스는 정상 작동 동안에 배경에서 실행될 수 있고, 사용자에게 보이지 않을 수 있다. 전달 정렬 방법의 이용은, 다른 장점들 중에서, 항공기 조종석의 귀중한 공간에 각각의 좌석을 위한 조준 기준 유닛을 설치하는 것과 견고한 기계적 정렬의 비용을 피할 수 있다. 본 개시의 일 측면에서, 디스플레이 IMU(108a, 108b)는 트래커 IMU(112)와의 전달 정렬에 더하여 또는 그 대신에 서로에 대해 전달 정렬할 수 있다.At block 306 , the method 300 converts each display (eg, displays 102a and 102b of FIG. 1 ) to a display IMU (eg, IMUs 108a and 108b of FIG. 1 ) to a tracker IMU (eg, FIG. 1 ). 1's IMU 112]. Such transfer alignment of the display system 102 relative to the tracker 106 may provide, for example, accurate orientation alignment of each display 102a and 102b relative to the tracker 106 . The delivery alignment process may run in the background during normal operation and may not be visible to the user. The use of the transfer alignment method avoids, among other advantages, the cost of rigid mechanical alignment and installing the aiming reference unit for each seat in the valuable space of the aircraft cockpit. In one aspect of the present disclosure, the display IMUs 108a , 108b may deliver delivery alignment relative to each other in addition to or instead of delivery alignment with the tracker IMU 112 .

블록(308)에서, 전술된 바와 같은 선을 따라, 방법은 트래커 및 디스플레이 IMU[예컨대, 도 1의 IMU(112, 108a, 108b)]가 지속적으로 또는 빈번하게 전달 정렬하는 것을 포함할 수 있다. 항공기의 이동 시, 트래커 및 디스플레이 IMU(112, 108a 및 108b)는 100분 1도 내에서 정렬될 수 있다.At block 308 , along a line as described above, the method may include aligning the tracker and display IMUs (eg, IMUs 112 , 108a , 108b of FIG. 1 ) for continuous or frequent delivery. Upon movement of the aircraft, the tracker and display IMUs 112 , 108a and 108b may be aligned within one hundredth of a degree.

블록(309)에서, 디스플레이 IMU(112, 108a, 108b) 사이의 전달 정렬이 완료된다.At block 309 , transfer alignment between display IMUs 112 , 108a , 108b is complete.

블록(310)에서, 방법은 디스플레이(예컨대, 도 1의 102a 및 102b) 중 적어도 하나 및/또는 트래커 또는 디스플레이 IMU 중 적어도 하나가 오정렬되는 것을 포함할 수 있다. 이러한 오정렬은, 예를 들어 헬멧(104)이 떨어지거나 및/또는 사용자에 의해 재위치 설정됨으로 인해, 디스플레이가 의도적으로 또는 실수로 사용자의 눈에서 멀어지게 됨으로 인해, 또는 항공기의 단순한 진동 등으로 인해 일어날 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 트래커와 디스플레이 IMU(112, 108a, 108b) 및 기준 별자리와 연결된 항공기의 INS 사이의 전달 정렬의 레이트(rate)에 기초하여, 디스플레이(102a 및 102b)는 개별적인 새로운 위치로 자동적으로 재정렬될 수 있다.At block 310 , the method may include misaligning at least one of the displays (eg, 102a and 102b in FIG. 1 ) and/or at least one of the tracker or display IMU. Such misalignment may be due, for example, to the helmet 104 being dropped and/or repositioned by the user, the display being intentionally or inadvertently brought out of the user's eye, or due to simple vibration of the aircraft, etc. can happen As described above, based on the rate of transmission alignment between the tracker and the display IMUs 112, 108a, 108b and the INS of the aircraft associated with the reference constellation, the displays 102a and 102b automatically move to their respective new positions. can be rearranged as

도 4는 본 명세서에 제시된 측면에 따라 사용하기 위한 다양한 하드웨어 구성요소 및 다른 특징의 예시적인 시스템 다이어그램을 제시한다. 측면은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있고 하나 이상의 컴퓨터 시스템 또는 다른 처리 시스템에서 구현될 수 있다. 일 예에서, 측면은 예컨대 IMU, 디스플레이, INS 중 하나 이상 및/또는 도 1 내지 도 3의 헬멧의 다른 구성요소 내의 관련 처리와 관련하여, 본 명세서에서 설명된 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 시스템(900)의 예가 도 4에 도시되어 있다. 4 presents an exemplary system diagram of various hardware components and other features for use in accordance with aspects presented herein. Aspects may be implemented using hardware, software, or combinations thereof and may be implemented in one or more computer systems or other processing systems. In one example, an aspect is one or more computers capable of performing the functions described herein, such as with respect to one or more of an IMU, display, INS, and/or related processing within other components of the helmet of FIGS. system may be included. An example of such a computer system 900 is shown in FIG. 4 .

컴퓨터 시스템(900)은 프로세서(904)와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 프로세서(904)는 디스플레이 시스템(100)의 자동 정렬과 관련하여 설명된 IMU에 대응할 수 있다. 프로세서(904)는 통신 인프라스트럭쳐(906)(예컨대, 통신 버스, 크로스오버 바 또는 네트워크)에 연결된다. 다양한 소프트웨어 측면이 이 예시적인 컴퓨터 시스템과 관련하여 설명된다. 이 설명을 읽은 후, 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 아키텍처를 사용하여 본 명세서에 제시된 측면을 구현하는 방법이 관련 기술 분야(들)의 숙련자에게 명백해질 것이다.Computer system 900 includes one or more processors, such as processor 904 . The processor 904 may correspond to the IMU described with respect to automatic alignment of the display system 100 . The processor 904 is coupled to a communications infrastructure 906 (eg, a communications bus, crossover bar, or network). Various software aspects are described in connection with this exemplary computer system. After reading this description, it will become apparent to those skilled in the relevant art(s) how to implement aspects presented herein using other computer systems and/or architectures.

컴퓨터 시스템(900)은 디스플레이 유닛(930) 상의 표시를 위해 통신 인프라스트럭쳐(906)로부터(또는 도시되지 않은 프레임 버퍼로부터) 그래픽, 텍스트 및 다른 데이터를 전달하는 디스플레이 인터페이스(902)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(900)은 또한 주 메모리(908), 바람직하게는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함하고, 또한 보조 메모리(910)를 포함할 수 있다. 보조 메모리(910)는, 예를 들어 하드 디스크 드라이브(912) 및/또는 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브 등을 나타내는 제거 가능한(removable) 저장 드라이브(914)를 포함할 수 있다. 제거 가능한 저장 드라이브(914)는 잘 알려진 방식으로 제거 가능한 저장 유닛(918)으로부터 판독 및/또는 기록한다. 제거 가능한 저장 유닛(918)은 제거 가능한 저장 드라이브(914)에 의해 판독되고 기록되는 플로피 디스크, 자기 테이프, 광 디스크 등을 나타낸다. 이해되는 바와 같이, 제거 가능한 저장 유닛(918)은 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터가 내부에 저장된 컴퓨터 사용 가능한 저장 매체를 포함한다.Computer system 900 may include a display interface 902 that communicates graphics, text, and other data from communication infrastructure 906 (or from a frame buffer, not shown) for display on display unit 930 . . Computer system 900 also includes main memory 908 , preferably random access memory (RAM), and may also include secondary memory 910 . Secondary memory 910 may include, for example, a hard disk drive 912 and/or a removable storage drive 914 representing a floppy disk drive, magnetic tape drive, optical disk drive, or the like. Removable storage drive 914 reads and/or writes from removable storage unit 918 in a well known manner. Removable storage unit 918 represents a floppy disk, magnetic tape, optical disk, etc. that are read and written to by removable storage drive 914 . As will be appreciated, removable storage unit 918 includes computer usable storage media having computer software and/or data stored therein.

대안적인 측면에서, 보조 메모리(910)는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령어가 컴퓨터 시스템(900)에 로드되는 것을 허용하기 위한 다른 유사한 장치를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 예를 들어, 제거 가능한 저장 유닛(922) 및 인터페이스(920)를 포함할 수 있다. 이러한 장치의 예는 프로그램 카트리지 및 카트리지 인터페이스(비디오 게임 장치에서 볼 수 있는 것과 같은 것), 제거 가능한 메모리 칩[삭제 가능한 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(EPROM) 또는 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(PROM)] 및 관련 소켓, 및 소프트웨어 및 데이터가 제거 가능한 저장 유닛(922)에서 컴퓨터 시스템(900)으로 전달되는 것을 허용하는 다른 제거 가능한 저장 유닛(922) 및 인터페이스(920)를 포함할 수 있다.In an alternative aspect, auxiliary memory 910 may include other similar devices for allowing computer programs or other instructions to be loaded into computer system 900 . Such a device may include, for example, a removable storage unit 922 and an interface 920 . Examples of such devices include program cartridges and cartridge interfaces (such as those found in video game devices), removable memory chips (erasable programmable read-only memory (EPROM) or programmable read-only memory (PROM)) and related sockets, and other removable storage units 922 and interfaces 920 that allow software and data to be transferred from removable storage unit 922 to computer system 900 .

컴퓨터 시스템(900)은 또한 통신 인터페이스(924)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(924)는 소프트웨어 및 데이터가 컴퓨터 시스템(900)과 외부 장치 사이에서 전달되는 것을 허용한다. 통신 인터페이스(924)의 예는 모뎀, 네트워크 인터페이스(이더넷 카드와 같은), 통신 포트, 개인용 컴퓨터 메모리 카드 국제 협회(Personal Computer Memory Card International Association; PCMCIA) 슬롯 및 카드 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(924)를 통해 전달되는 소프트웨어 및 데이터는 통신 인터페이스(924)에 의해 수신될 수 있는 전자, 전자기, 광학 또는 다른 신호일 수 있는 신호(928)의 형태이다. 이들 신호(929)는 통신 경로(예컨대, 채널)(926)를 통해 통신 인터페이스(924)에 제공된다. 이 경로(926)는 신호(929)를 전달하고 와이어 또는 케이블, 광섬유, 전화선, 셀룰러 링크, 무선 주파수(RF) 링크 및/또는 기타 통신 채널을 사용하여 구현될 수 있다. 이 문서에서, "컴퓨터 프로그램 매체" 및 "컴퓨터 사용 가능한 매체"라는 용어는 제거 가능한 저장 드라이브(914), 하드 디스크 드라이브(912)에 설치된 하드 디스크와 같은 매체, 및 신호(929)를 전체적으로 참조하는 데 사용된다. 이들 컴퓨터 프로그램 제품은 소프트웨어를 컴퓨터 시스템(900)에 제공한다. 여기에 제시된 측면은 그러한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다.Computer system 900 may also include a communication interface 924 . Communication interface 924 allows software and data to be transferred between computer system 900 and external devices. Examples of communication interfaces 924 may include modems, network interfaces (such as Ethernet cards), communication ports, Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) slots and cards, and the like. Software and data communicated via communication interface 924 are in the form of signals 928 , which may be electronic, electromagnetic, optical, or other signals that may be received by communication interface 924 . These signals 929 are provided to the communication interface 924 via a communication path (eg, channel) 926 . This path 926 carries the signal 929 and may be implemented using wires or cables, fiber optics, telephone lines, cellular links, radio frequency (RF) links, and/or other communication channels. In this document, the terms "computer program medium" and "computer usable medium" refer to media such as removable storage drive 914 , a hard disk installed in hard disk drive 912 , and signal 929 as a whole. used to These computer program products provide software to the computer system 900 . Aspects presented herein may include such computer program products.

컴퓨터 프로그램(컴퓨터 제어 로직으로서 또한 참조됨)은 주 메모리(908) 및/또는 보조 메모리(910)에 저장된다. 컴퓨터 프로그램은 또한 통신 인터페이스(924)를 통해 수신될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은, 실행될 때, 컴퓨터 시스템(900)이 본 명세서에서 논의된 바와 같이 본 명세서에 제시된 특징을 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다. 특히, 컴퓨터 프로그램은, 실행될 때, 프로세서(904)가 본 명세서에 제시된 특징을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 그러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템(900)의 컨트롤러를 나타낸다.Computer programs (also referred to as computer control logic) are stored in main memory 908 and/or secondary memory 910 . The computer program may also be received via communication interface 924 . Such computer programs, when executed, may enable computer system 900 to perform features presented herein as discussed herein. In particular, the computer program, when executed, causes the processor 904 to perform the features presented herein. Accordingly, such a computer program represents the controller of the computer system 900 .

소프트웨어를 사용하여 구현된 측면에서, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장되고 제거 가능한 저장 드라이브(914), 하드 드라이브(912), 또는 제거 가능한 저장 유닛(922)에 대한 인터페이스(920)를 사용하여 컴퓨터 시스템(900)에 로드될 수 있다. 제어 로직(소프트웨어)은, 프로세서(904)에 의해 실행될 때, 프로세서(904)가 본 명세서에 설명된 바와 같은 기능을 수행하게 한다. 다른 예에서, 측면은 예를 들어 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 하드웨어 구성요소를 사용하는 하드웨어에서 주로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능을 수행하기 위한 하드웨어 상태 머신의 구현은 관련 기술 분야(들)의 숙련자에게 명백할 것이다. In aspects implemented using software, the software is stored in a computer program product and stored in a computer system using an interface 920 to a removable storage drive 914 , a hard drive 912 , or a removable storage unit 922 . It can be loaded at 900 . Control logic (software), when executed by processor 904 , causes processor 904 to perform functions as described herein. In another example, aspects may be implemented primarily in hardware using hardware components such as, for example, application specific integrated circuits (ASICs). Implementation of a hardware state machine to perform the functions described herein will be apparent to those skilled in the relevant art(s).

또 다른 예에서, 본 명세서에 제시된 측면은 하드웨어와 소프트웨어 모두의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.In another example, aspects presented herein may be implemented using a combination of both hardware and software.

도 5는 본 개시의 측면에 따라 사용될 수 있는 다양한 예시적인 시스템 구성요소의 블록 다이어그램을 예시한다. 시스템(1000)은 하나 이상의 접속자(1060, 1062)(조종사와 같은 하나 이상의 "사용자"로서 본 명세서에서 교환 가능하게 또한 참조됨) 및 전체 항공기 또는 다른 차량 네트워크 내의 하나 이상의 단말기(1042, 1066)(이러한 단말기는 예를 들어, IMU, 디스플레이, INS의 다양한 특징, 및/또는 도 1 내지 도 3의 헬멧 내의 다른 구성요소 내의 관련 처리일 수 있거나 이를 포함할 수 있다)을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 본 개시의 측면에 따른 사용을 위한 데이터는, 예를 들어, 기호, IMU, 디스플레이, INS, 및/또는 도 1 내지 도 3의 헬멧의 다른 구성요소 내의 관련 처리, 및/또는 프로세서 및 데이터 저장소 및/또는 예를 들어 인터넷, 인트라넷 및/또는 항공기 통신 시스템과 같은 네트워크(1044) 및 커플링(1045, 1046, 1064)을 통한 데이터 저장소에 대한 연결을 갖는 다른 장치와 같은, 서버(1043)에 결합된 단말기(1042, 1066)를 통해 접속자(1060, 1062)에 의해 입력 및/또는 액세스된다. 커플링(1045, 1046, 1064)은 예를 들어 유선, 무선 또는 광섬유 링크를 포함한다. 다른 예시적인 변형에서, 본 개시의 측면에 따른 방법 및 시스템은 단일 단말기 상에서와 같은 독립형 환경에서 동작한다.5 illustrates a block diagram of various example system components that may be used in accordance with aspects of the present disclosure. System 1000 includes one or more accessors 1060, 1062 (also referred to herein interchangeably as one or more “users” such as pilots) and one or more terminals 1042, 1066 within an entire aircraft or other vehicle network ( Such terminals may include, for example, an IMU, a display, various features of the INS, and/or related processing within other components within the helmet of FIGS. 1-3 ). In one aspect, data for use in accordance with aspects of the present disclosure may be, for example, a symbol, an IMU, a display, an INS, and/or associated processing within other components of the helmet of FIGS. 1-3 , and/or a processor and a data store and/or other device having a connection to the data store via a network 1044 and coupling 1045, 1046, 1064, such as, for example, the Internet, an intranet and/or an aircraft communication system; It is entered and/or accessed by accessors 1060 and 1062 via terminals 1042 and 1066 coupled to 1043 . Couplings 1045 , 1046 , 1064 include, for example, wired, wireless or fiber optic links. In another exemplary variant, methods and systems according to aspects of the present disclosure operate in a standalone environment, such as on a single terminal.

예로서, 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소들의 임의의 조합은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 "처리 시스템"으로 구현될 수 있다. 프로세서의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로그램 가능한 로직 디바이스(PLD), 상태 머신, 게이트 로직, 개별 하드웨어 회로 및 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 다양한 기능을 수행하도록 구성된 다른 적절한 하드웨어를 포함한다. 처리 시스템의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 설명 언어 등으로 참조되든 아니든, 소프트웨어는 명령어, 명령어 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 하위 프로그램, 소프트웨어 구성요소, 응용 프로그램, 소프트웨어 응용 프로그램, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 개체, 실행 파일, 실행 스레드, 절차, 기능 등을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. By way of example, an element, or any portion of an element, or any combination of elements may be implemented as a “processing system” that includes one or more processors. Examples of processors include microprocessors, microcontrollers, digital signal processors (DSPs), field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic devices (PLDs), state machines, gate logic, discrete hardware circuits, and are described throughout this disclosure. and other suitable hardware configured to perform the various functions provided. One or more processors of the processing system may execute software. Software, whether or not referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, etc., is an instruction, instruction set, code, code segment, program code, program, subprogram, software component, application program, software application program, software It should be construed broadly to include packages, routines, subroutines, objects, executables, threads of execution, procedures, functions, and the like.

따라서, 하나 이상의 예시적인 변형에서, 위에서 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능은 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 매체들에 하나 이상의 명령어 또는 코드로 저장되거나 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 사용 가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 그리고 제한 없이, 이러한 컴퓨터 판독 가능한 매체는 램덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 전기적으로 삭제 가능한 프로그램 가능한 ROM(EEPROM), 컴팩트 디스크 ROM(CD-ROM), 또는 다른 광 디스크 저장, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 전달하거나 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 CD, 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD) 및 플로피 디스크를 포함하고, 여기서 디스크(disk)는 일반적으로 자기적으로 데이터를 재생하는 반면 디스크(disc)는 레이저로 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 조합은 또한 컴퓨터 판독 가능한 매체의 범위에 포함되어야 한다.Accordingly, in one or more exemplary variations, the functions described above may be implemented in hardware, software, firmware, or any combination thereof. If implemented in software, the functions may be stored on or encoded in a computer-readable medium or media as one or more instructions or code. Computer-readable media includes computer storage media. A storage medium may be any available medium that can be accessed by a computer. For example, and without limitation, such computer-readable media may include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), compact disk ROM (CD-ROM), or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage device, or any other medium that can be used to carry or store desired program code in the form of instructions or data structures and that can be accessed by a computer. Disks and discs as used herein include CDs, laser disks, optical disks, digital versatile disks (DVDs), and floppy disks, where disks generally reproduce data magnetically. On the other hand, a disk optically reproduces data with a laser. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable media.

비록 본 명세서에 설명된 측면은 위에서 개략적으로 설명된 예시적인 측면과 관련하여 설명되었지만, 알려져 있거나 현재 예측되지 않거나 예측될 수 없는 다양한 대안, 수정, 변형, 개선 및/또는 실질적인 등가물이 기술 분야에서 적어도 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이다. 따라서, 위에서 설명된 예시적인 측면은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시는 알려져 있거나 추후 개발되는 모든 대안, 수정, 변형, 개선 및/또는 실질적인 등가물을 포함하도록 의도된다.Although the aspects described herein have been described in connection with the exemplary aspects outlined above, various alternatives, modifications, variations, improvements and/or substantial equivalents known, presently unpredictable or unpredictable exist in the art at least in the art. It will become clear to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the exemplary aspects described above are intended to be illustrative and not restrictive. Various changes may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Accordingly, this disclosure is intended to cover all alternatives, modifications, variations, improvements and/or substantial equivalents known or later developed.

개시된 프로세스/흐름도에서 블록의 특정 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근 방식의 예시인 것으로 이해된다. 설계 선호도에 기초하여, 프로세스/흐름도에서 블록의 특정 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있음이 이해된다. 또한, 일부 블록은 조합되거나 생략될 수 있다. 첨부된 방법 청구항은 다양한 블록의 요소를 샘플 순서로 제시하고, 제시된 특정 순서 또는 계층 구조로 제한되는 것을 의미하지 않는다.It is understood that the specific order or hierarchy of blocks in the process/flow diagrams disclosed is illustrative of an exemplary approach. It is understood that the specific order or hierarchy of blocks in the process/flow diagram may be rearranged based on design preferences. Also, some blocks may be combined or omitted. The appended method claims present the elements of the various blocks in a sample order, and are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.

앞선 개시는 기술 분야의 모든 숙련자가 본 명세서에 설명된 다양한 측면을 실시하는 것을 가능하게 하도록 제공된다. 이들 측면에 대한 다양한 수정은 기술 분야의 숙련자에게 바로 명백할 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 다른 측면에 적용될 수 있다. 따라서, 청구범위는 본 명세서에 도시된 측면으로 제한되도록 의도되지 않고, 언어 청구범위(language claims)와 일치하는 전체 범위에 따라야 하고, 여기서 단수의 요소에 대한 참조는 구체적으로 그렇게 명시되지 않았다면 "하나 및 오직 하나"를 의미하는 것이 아니라 "하나 이상"을 의미하는 것으로 의도된다. "예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 "예시, 예 또는 실례로서 역할을 하는"을 의미하도록 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인"으로 기술된 임의의 측면은 반드시 다른 측면에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "일부"는 하나 이상을 나타낸다. "A, B, 또는 C 중 적어도 하나", "A, B 및 C 중 적어도 하나" 및 "A, B, C 또는 이들의 임의의 조합"과 같은 조합은 A, B, 및/또는 C의 임의의 조합을 포함하고, 그리고 A의 배수, B의 배수, 또는 C의 배수를 포함할 수 있다. 구체적으로, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나", "A, B, 및 C 중 적어도 하나," 및 "A, B, C 또는 이들의 임의의 조합"과 같은 조합은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B, A 및 C, B 및 C, 또는 A 및 B 및 C일 수 있고, 여기서 이러한 조합은 A, B, 또는 C의 하나 이상의 구성원 또는 구성원들을 포함할 수 있다. 기술 분야에서 통상적인 기술자에게 알려진 또는 후에 알려지게 된 본 개시 전반에 걸쳐 기술된 다양한 측면의 요소에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 명시적으로 본 명세서에 참조로 포함되고 청구범위에 의해 포함되는 것으로 의도된다. 더욱이, 본 명세서에 개시된 어떤 것도 그러한 개시가 청구범위에 명시적으로 인용되었는지 여부에 관계없이 대중에게 헌정되도록 의도되지 않는다. "하기 위한 수단(means for)"이라는 문구를 사용하여 요소가 명시적으로 언급되지 않는 한 어떠한 청구항 요소도 수단 더하기 기능(means plus function)으로 해석되어서는 안 된다.The previous disclosure is provided to enable any person skilled in the art to practice the various aspects described herein. Various modifications to these aspects will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other aspects. Accordingly, the claims are not intended to be limited to the aspects shown herein, but are to be accorded the full scope consistent with the language claims, wherein reference to an element in the singular "one" unless specifically so specifically indicated. and "one or more" rather than "only one." The word "exemplary" is used herein to mean "serving as an illustration, example, or illustration." Any aspect described herein as "exemplary" is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects. Unless specifically stated otherwise, the term “some” refers to one or more. Combinations such as “at least one of A, B, or C”, “at least one of A, B and C” and “A, B, C or any combination thereof” refer to any of A, B, and/or C , and may include multiples of A, multiples of B, or multiples of C. Specifically, combinations such as "at least one of A, B, or C", "at least one of A, B, and C," and "A, B, C, or any combination thereof" are A alone, B alone , C alone, A and B, A and C, B and C, or A and B and C, wherein the combination may include one or more members or members of A, B, or C. All structural and functional equivalents to the elements of the various aspects described throughout this disclosure, known or later known to those of ordinary skill in the art, are expressly intended to be incorporated herein by reference and to be encompassed by the claims. do. Moreover, nothing disclosed herein is intended to be dedicated to the public regardless of whether such disclosure is explicitly recited in a claim. No claim element shall be construed as means plus function unless the element is explicitly recited using the phrase "means for".

Claims (14)

헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치이며, 장치는:
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착되고 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착된 제2 센서를 포함하는 디스플레이와 통신하고 전달 정렬하도록 구성된 제1 센서를 포함하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
A device for automatic alignment of a component of a headband, headgear or helmet, the device comprising:
a first sensor mounted to the headband, headgear or helmet and configured to communicate and transmit alignment with a display comprising a second sensor mounted to the headband, headgear or helmet;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제1 항에 있어서,
제1 센서 및 제2 센서는 각각 관성 측정 유닛(IMU)을 포함하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
According to claim 1,
the first sensor and the second sensor each comprising an inertial measurement unit (IMU);
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제1 항에 있어서,
디스플레이는 시스루(see-through) 헤드 장착 디스플레이(HMD)인,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
According to claim 1,
the display is a see-through head mounted display (HMD);
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제3 항에 있어서,
디스플레이는 기호, 아이콘 및 이미지 중 적어도 하나를 사용자에게 제공하도록 구성된,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
4. The method of claim 3,
the display is configured to present at least one of a symbol, an icon and an image to the user;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제1 항에 있어서,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착된 제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나와 통신하고 전달 정렬하도록 구성된 관성 항법 시스템(INS) 또는 IMU를 포함하는 차량을 추가로 포함하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
According to claim 1,
further comprising a vehicle comprising an inertial navigation system (INS) or an IMU configured to communicate and transmit alignment with at least one of a first sensor and a second sensor mounted on a headband, headgear, or helmet;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제1 항에 있어서,
제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나와 통신하고 전달 정렬하도록 구성된 제3 센서를 포함하는 제2 디스플레이를 추가로 포함하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
According to claim 1,
further comprising a second display comprising a third sensor configured to communicate and transfer alignment with at least one of the first sensor and the second sensor;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제6 항에 있어서,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착된 제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나와 통신하고 전달 정렬하도록 구성된 관성 항법 시스템(INS) 또는 IMU를 포함하는 차량을 추가로 포함하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
7. The method of claim 6,
further comprising a vehicle comprising an inertial navigation system (INS) or an IMU configured to communicate and transmit alignment with at least one of a first sensor and a second sensor mounted on a headband, headgear, or helmet;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제6 항에 있어서,
제1 및 제2 디스플레이는 시스루 헤드 장착 디스플레이(HMD)를 포함하고 쌍안 또는 바이오큘라 배열로 사용자에게 제1 및 제2 디스플레이 상에 기호, 아이콘 및 이미지 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
7. The method of claim 6,
wherein the first and second displays comprise a see through head mounted display (HMD) and are configured to present at least one of a symbol, an icon and an image on the first and second displays to a user in a binocular or biocular arrangement;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제6 항에 있어서,
제2 센서 및 제3 센서는 전달 정렬에 오류가 있는 때를 결정하기 위해 제1 센서와 전달 정렬을 비교하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
7. The method of claim 6,
the second sensor and the third sensor compare the transmission alignment with the first sensor to determine when there is an error in the transmission alignment;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제1 항에 있어서,
차량은 항공기이고, 기준 별자리가 항공기에 대한 제1 센서의 추가적인 정렬을 위해 항공기의 캐노피에 장착되는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 장치.
According to claim 1,
wherein the vehicle is an aircraft, the reference constellation being mounted to the canopy of the aircraft for further alignment of the first sensor with respect to the aircraft;
A device for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 방법이며, 방법은:
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착된 제1 센서로부터 제1 신호를 수신하는 것;
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착된 제2 센서로부터 제2 신호를 수신하는 것;
제1 신호 및 제2 신호에 기초하여 제1 센서를 제2 센서와 전달 정렬하는 것;
을 포함하고
제1 센서 및 제2 센서는 관성 측정 유닛(IMU)를 포함하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 방법.
A method for automatic alignment of a component of a headband, headgear or helmet, the method comprising:
receiving a first signal from a first sensor mounted on the headband, headgear, or helmet;
receiving a second signal from a second sensor mounted on the headband, headgear, or helmet;
transfer aligning the first sensor with the second sensor based on the first signal and the second signal;
includes
the first sensor and the second sensor comprising an inertial measurement unit (IMU);
A method for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제11 항에 있어서,
제2 센서는 디스플레이에 장착되는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 방법.
12. The method of claim 11,
The second sensor is mounted on the display,
A method for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제11 항에 있어서,
제1 센서는 차량의 관성 항법 시스템(INS)으로부터 제3 신호를 수신하고;
INS와 제1 센서를 전달 정렬하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 방법.
12. The method of claim 11,
the first sensor receives a third signal from an inertial navigation system (INS) of the vehicle;
aligning the passing of the INS and the first sensor;
A method for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
제11 항에 있어서,
추가적인 센서가 헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧에 장착되고 제1 센서에 전달 정렬하기 위해 사용되는 추가적인 신호를 제공하는,
헤드밴드, 헤드기어 또는 헬멧의 구성요소의 자동 정렬을 위한 방법.
12. The method of claim 11,
wherein an additional sensor is mounted to the headband, headgear or helmet and provides an additional signal used to align the transmission to the first sensor;
A method for automatic alignment of components of a headband, headgear or helmet.
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